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      繼上回的片狀鐵氧體磁珠之後,這次我們将為大家帶來片狀三端子電容器的介紹。

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      在介紹片狀三端子電容器之前,最好先了解一下引線型三端子電容器。這有助理解片狀三端子電容器的内容。
      圖1為普通的引線型陶瓷電容器(二端子)結構。

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      圖1 引線型二端子電容器構造

      在單闆的電介質兩側塗上電極,再安裝上引線端子即構成引線型陶瓷電容器結構。由于其引線端子部分帶有微小的電感(殘留電感),因此在作為旁路電容使用時,會與地面産生電感。

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      圖2 電容器插入損耗頻率特性示例

      圖2是将電容器作為旁路電容使用時的插入損耗特性示例。在插入損耗圖中,越往下幹擾越小。由于電容器的阻抗随着頻率的增大而減小,因此在高頻範圍内,插入損耗也應該如圖中虛線所示,逐漸增大。然而,如上所述,由于電容器在實際使用中帶有殘留電感,因此會産生幹擾,降低頻率性能,故表現出如實線所示的V字型插入損耗曲線。

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      三端子電容器是為改善二端子電容器的高頻特性而對引線端子的形狀進行改進後形成的陶瓷電容器。如圖3所示,三端子電容器在單側引出兩根引線端子。将兩根引出的引線分别連接至電源和信号線的輸入、輸出端,将相反一側接地,即可形成如右圖所示的等效電路圖。通過這種連接方式,兩根引線側的引線電感将不進入大地側,由此可極大地減小接地電感。此外,由于兩根引線側的引線的電感作用類似T型濾波器的電感,能夠起到降低幹擾的作用。

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      圖3 引線型三端子電容器構造

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      目前所使用的電容器多為片狀多層陶瓷電容器。圖4為二端子片狀多層電容器的結構概念圖。其結構表現為,夾着電介質薄片,分别與兩側外部電極連接的内部電極交錯層疊。由于其為片狀結構,且無引線,因此該部分沒有殘留電感。然而,由于其内部還存在微量電感,因此在較高頻率下将導緻性能下降。

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      圖4 二端子多層陶瓷電容器構造

      與引線型的三端子電容器一樣,三端子電容器也可通過改變電極結構提高高頻性能。圖為片狀三端子電容器的結構概念圖。在芯片兩端接地,夾住電介質,使貫通電極與接地電極交互層疊,從而形成類似于穿心電容器的結構。等效電路如圖所示,貫通電極的電感與其在引線型三端子電容器中的情況一樣,起到類似于T型濾波器的電感的作用,因此可減小殘留電感的影響。此外,由于接地端連接距離較短,因此該部分的電感也非常微小。并且,由于接地端連接兩端,因此呈并聯連接狀态,電感也将降低一半。

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      圖5 三端子多層陶瓷電容器構造

      圖6中對片狀三端子電容器與片狀二端子多層電容器的插入損耗特性進行了比較。兩種元件的靜電容量相同,因此在低頻範圍内特性相同。但是二端子電容器在頻率超過10MHz後性能便開始下降,而三端子電容器則在超過100MHz後才會出現性能下降。由于片狀三端子電容器在一定程度的高頻範圍内都不會出現性能下降,因此它适用于需要去除高頻幹擾的情況。

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      圖6 通過片狀三端子電容器改善高頻特性

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       如圖5所示,片狀三端子電容器雖名為三端,但實為四端結構。這是因為,雖然四端設計可減少接地端電感,但電氣特性方面,無論哪個端子都具備相同電位。而引線型三端子電容器原本就為三端結構,因此貼片化後仍被稱為"三端"。

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      片狀三端子電容器具貫通端子與接地端子,因此與普通的二端子電容器相比,安裝方法有所不同。圖7為安裝示例。

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      圖7 片狀三端子電容器的安裝方法

      将片狀三端子電容器作為旁路電容器安裝時,應在切斷信号或電源模式後,在其間連接上貫通電極,并在接地端子處準備好接地模式進行連接。為保持阻抗處于較低水平,必須盡量将接地模式短距離連接在穩定的接地層上。使用雙面闆與多層闆時,推薦以通孔連接至接地層。

       

      擔當:村田制作所 元器件事業本部 銷售推進企劃部 三屋 康宏

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